説明

放熱装置及び光学走査装置並びに画像形成装置

【課題】風(空気)の通る方向に影響されることなく、常に一定の放熱効率を得ることができるとともに、機種によって送風方向の異なる装置に搭載された場合でも、送風方向に関係なく全ての機種に共通使用可能とする。
【解決手段】ポリゴンミラー74が搭載されたフィン基台32の底面32aから一体的に延びた複数の放熱フィン31を備えた放熱装置30であって、放熱フィン31を横断面円形状に形成し、かつ、放熱フィン31が延びている方向に直交する方向のどの方向からでも直線ライン上にいずれかの放熱フィン31が位置するように設けられている。また、放熱フィン31の先端に接触させて放熱体を設け、この放熱体とフィン基台32との間の側面を全面開放された開放部としている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発熱部材が搭載された基台の底面から一体的に延びた複数の放熱部材を備えた放熱装置、及びこの放熱装置を備えた光学走査装置、並びにこの光学走査装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、発熱部材が搭載された基台の底面から一体的に延びた複数の放熱部材を備えた放熱装置が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
特許文献1には、熱遮蔽板151とその熱遮蔽板151の裏面側に設けられた仕切り板152とを備えた熱遮蔽部材105が開示されており、熱遮蔽板151の裏面には放熱フィン(放熱部材)153が複数突設されている。図15(a)〜(c)は、熱遮蔽板151の裏面に設けられた放熱フィン153の形状及び配置構造を示している。
【0004】
図15(a)に示す第1の例では、放熱フィン153Aの断面形状が長方形であって、領域S1,S2に設けられた放熱フィン153Aは長手方向を上下方向に揃えて設けられており、領域S3,S4及び中央に設けられた放熱フィン153Aは長手方向を左右方向に揃えて設けられている。すなわち、放熱フィン153Aの断面長辺が中心方向に向くように配置されている。
【0005】
図15(b)に示す第2の例では、円柱状の放熱フィン153Bが上下方向及び左右方向に規則的に配設されている。また、上下の列及び左右の列については、放熱フィン153Bは互い違いに配設されている。
【0006】
図15(c)に示す第3の例では、各放熱フィン153Cが熱遮蔽板151の中央を中心として放射状に延在するように形成されており、対流する空気が放射方向に流れ易い構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2005−252175号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、図15(a)に示す放熱フィン153Aの配置では、風の向きによって、放熱フィン153Aに風の当たる面積に差が生じることから、放熱効果に差が生じるといった問題があった。また、放熱フィン153Aが断面長方形状であり、かつ、断面長辺が中心方向に向くように配置されているため、風を断面長辺でまともに受け止める配置構造となっている。そのため、中心から離れた位置に設けられた放熱フィン153Aにはほとんど風が届かず、放熱効率の悪い構造となっている。
【0009】
また、図15(b)に示す放熱フィン153Bの配置では、図中横方向に抜ける風に対しては、全ての放熱フィン153Bに風が当たって抜けることになるが、図中縦方向に抜ける風に対しては、直線的な風路が形成されてるため、風が直線的に抜けてしまうことになる。すなわち、風の向きによって放熱効果に差が生じるといった問題があった。
【0010】
また、図15(c)に示す放熱フィン153Cの配置では、中央から放射状に流れる風に対して放射状に風路を形成しているため、風が直線的に抜けてしまうことになる。そのため、放熱効率の悪い構造となっているといった問題があった。
【0011】
一方、このような放熱装置を、光源からのレーザ光を偏向走査する回転多面鏡(発熱部材)が搭載された基台の底面に設けることで、回転多面鏡周辺の冷却用として光学走査装置に適用した場合、光学走査装置は、搭載される画像形成装置の機種によって種々の配置構造のものがあるため、基台に対する回転多面鏡の配置構造も、それぞれの機種に合わせて種々の配置構造とする必要がある。
【0012】
つまり、搭載した放熱装置に流れる風の方向は機種によって異なるため、放熱装置も機種毎に最適な放熱効果が得られるような放熱フィンの配置構造とする必要がある。
【0013】
しかし、特許文献1記載の放熱装置では、放熱フィンは規則的に配置されており、中央部から放射状に風を送る場合には効率良く配置されているが、これを光学走査装置に搭載した場合には、風の流れは中央部から放射状に広がることはなく、また、横から入って反対側に抜ける場合でも、その入る方向及び抜ける方向は機種によって異なるため、その機種毎に最適な配置構造とする必要がある。つまり、機種毎に放熱フィンの配置を設計する必要があるため、コスト的にも高くつくといった問題があった。別言すれば、同じ配置構造の放熱装置を全機種に共通して使用することが難しいといった問題があった。
【0014】
また、光学走査装置では、ゴミや埃等が回転多面鏡の表面に付着することを防止するため、回転多面鏡をカバー筐体で覆う場合がある。この場合には、狭い空間内で回転多面鏡が高速回転することから、カバー筐体の内部温度が上昇することになるが、従来、カバー筐体と基台との接続面は特に加工していなかったため、接続面の細かい凹凸によって接続面積が減少し、放熱効果、すなわちカバー筐体から基台への熱伝導を十分に行うことができないといった問題もあった。
【0015】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、風の通る方向に影響されることなく、常に一定の放熱効率を得ることができるとともに、機種によって送風方向の異なる装置に搭載された場合でも、送風方向に関係なく全ての機種に共通使用することのできる放熱装置、及びこの放熱装置を備えた光学走査装置、並びにこの光学走査装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上記課題を解決するため、本発明の放熱装置は、発熱部材が搭載された基台の底面から一体的に延びた複数の放熱部材を備えた放熱装置であって、前記放熱部材は、横断面が円形状に形成されており、前記放熱部材が延びている方向に直交する方向のどの方向からでも直線ライン上にいずれかの前記放熱部材が位置するように設けられていることを特徴としている。
【0017】
このように、放熱部材が延びている方向に直交する方向のどの方向からでも直線ライン上に放熱部材が位置するように設けることで、放熱部材への風の当る面積が増加して放熱効率が高くなるとともに、放熱装置の配置設計の自由度が増す。また、放熱部材を横断面円形状に形成することで、放熱部材の間を抜ける空気の流れがスムーズとなり、全ての放熱部材に空気(風)が満遍なく接触することで、放熱効率を高めることができる。
【0018】
また、本発明の放熱装置によれば、前記放熱部材の先端に接触させて放熱体が設けられ、前記放熱体と前記基台との間の側面が全面開放された開放部とされた構造としてもよい。
【0019】
このように放熱体を設けることにより、基台と放熱体との間を通る空気(風)が必ず放熱部材の間を通るように風路が形成されるので、熱交換による放熱効果を高めることができる。また、放熱体を放熱部材に接触させることで、放熱部材から放熱体への熱伝導による放熱効果も得ることができる。
【0020】
また、本発明の放熱装置によれば、前記基台の底面に、前記放熱部材を内包して風路を形成する風路筐体が設けられ、前記風路筐体の近傍には、前記筐体の一方の開口部から他方の開口部に向けて外気を導入する送風手段が設けられた構成としてもよい。
【0021】
このように、放熱部材の全体を覆うように送風路となる風路筐体を設け、さらに送風手段を設けることで、外気を放熱部材に効率良く導くことができるので、放熱部材による放熱効果をさらに高めることができる。
【0022】
また、本発明の放熱装置によれば、前記基台の上面に、前記発熱部材を内包するカバー筐体が設けられ、前記カバー筐体と前記基台との接続面が平滑面に形成された構成としてもよい。
【0023】
このように、カバー筐体と基台との接続面を鏡面仕上げして平滑面に形成することで、接続面積が増大し、カバー筐体から基台を介した放熱部材への熱伝導をより効率的に行うことができるため、発熱部材の冷却効果を高めることができる。
【0024】
また、本発明の光学走査装置は、上記各構成の放熱装置を備えた光学走査装置であって、前記発熱部材は、光源からのレーザ光を偏向走査する回転多面鏡であることを特徴としている。
【0025】
このように、回転多面鏡が搭載された基台の底面側に放熱装置を設けることで、高速回転する回転多面鏡の周辺に発生する熱を効率的に放熱することができる。特に、ゴミや埃等が回転多面鏡に付着することを防止してカバー筐体が設けられている場合には、カバー筐体という限られた空間の中に熱がこもることになるが、本発明の放熱装置を設けることで、このカバー筐体内の熱を効率的に放熱することが可能となる。
【0026】
また、本発明の画像形成装置は、上記構成の光走査装置と、像担持体と、前記光走査装置からのレーザ光が前記像担持体の被走査面を走査することによって形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、現像された前記トナー像を搬送される用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー像を用紙に定着させる定着手段と、を備えた構成としている。
【発明の効果】
【0027】
本発明の放熱装置によれば、放熱部材が延びている方向に直交する方向のどの方向からでも直線ライン上にいずれかの放熱部材が位置するように設けることで、放熱部材への風の当る面積が増加して放熱効率が高くなるとともに、放熱装置の配置設計の自由度を増すことができる。また、放熱部材を横断面円形状に形成することで、放熱部材の間を抜ける空気の流れがスムーズとなり、全ての放熱部材に空気(風)が満遍なく接触することで、放熱効率を高めることができる。
【0028】
また、本発明の光学走査装置及び画像形成装置によれば、回転多面鏡が搭載された基台の底面側に本発明の放熱装置を設けることで、高速回転する回転多面鏡の周辺に発生する熱を効率的に放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の実施形態に係る放熱装置を搭載した光学走査装置を備えた画像形成装置を示す概略断面図である。
【図2】本発明に係る放熱装置を搭載した光学走査装置の実施形態を示す斜視図である。
【図3】(a),(b)は、光学走査装置の概略平面図及び概略断面図である。
【図4】光学走査装置の底面図である。
【図5】回転多面鏡の周辺部を上側から見た斜視図である。
【図6】回転多面鏡の周辺部を下側から見た斜視図である。
【図7】回転多面鏡の周辺部を示す断面図である。
【図8】図4のD部分を拡大して示す底面図である。
【図9】放熱フィンの他の実施例を示す装置筐体の一部拡大底面図である。
【図10】放熱フィンの他の実施例を示す装置筐体の一部拡大底面図である。
【図11】放熱装置の他の実施例を示しており、回転多面鏡の周辺部を示す断面図である。
【図12】放熱装置のさらに他の実施例を示しており、回転多面鏡の周辺部を拡大して示す斜視図である。
【図13】放熱装置のさらに他の実施例を示しており、風路筐体及び放熱体を一部切り欠いた状態で、回転多面鏡の周辺部を拡大して示す斜視図である。
【図14】実験結果をまとめた図表である。
【図15】(a)〜(c)は、熱遮蔽板の裏面に設けられた従来の放熱フィンの形状及び配置構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【0031】
<画像形成装置の説明>
図1は、本発明の実施形態に係る放熱装置を搭載した光学走査装置を備えた画像形成装置を示す概略断面図である。この画像形成装置は、原稿の画像を読取る原稿読取手段(画像読取手段)Bと、原稿読取手段Bにより読取られた原稿の画像または外部から受信した画像をカラーもしくは単色で用紙に記録形成する画像形成手段Aとを備えている。
【0032】
原稿読取手段Bでは、原稿が原稿セットトレイ51にセットされると、ピックアップローラ54が原稿表面に押し付けられて回転することで、原稿が原稿セットトレイ51から引き出され、次のサバキローラ55と分離パッド56間を通過して1枚ずつに分離されてから、搬送経路57へと搬送されるようになっている。
【0033】
搬送経路57では、原稿の先端がレジストローラ59に当接することで、原稿の先端がレジストローラ59と平行に揃えられ、この後に原稿がレジストローラ59により搬送されて原稿ガイド61と読取りガラス62間を通過する。このとき、第1走査部63の光源の光が読取りガラス62を介して原稿表面に照射され、その反射光が読取りガラス62を介して第1走査部63に入射し、この反射光が第1及び第2走査部63、64のミラーで反射されて結像レンズ65へと導かれ、結像レンズ65によって原稿の画像がCCD(Charge Coupled Device)66上に結像される。CCD66は、原稿の画像を読取り、原稿の画像を示す画像データを出力する。さらに、原稿は、搬送ローラ67により搬送され、排紙ローラ68を介して原稿排紙トレイ69に排出されるようになっている。
【0034】
また、原稿台ガラス60上に載置された原稿を読取ることができる。レジストローラ59、原稿ガイド61、原稿排紙トレイ69等とそれらよりも上側の部材とは、一体化されて、原稿読取手段Bの背面側で開閉可能に枢支されたカバー体となっている。このカバー体が開かれると、原稿台ガラス60が解放されて、原稿台ガラス60上に原稿を載置することができる。原稿が載置されて、カバー体が閉じられると、第1及び第2走査部63,64が副走査方向に移動されつつ、第1走査部63によって原稿台ガラス60上の原稿表面が露光され、第1及び第2走査部63,64によって原稿表面からの反射光が結像レンズ65へと導かれ、結像レンズ65によって原稿の画像がCCD66上に結像される。このとき、第1及び第2走査部63,64が相互に所定の速度関係を維持しつつ移動されて、原稿表面、第1及び第2走査部63,64、結像レンズ65、CCD66という反射光の光路の長さが変化しないように、第1及び第2走査部63,64の位置関係が常に維持され、これによりCCD66上での原稿の画像のピントが常に正確に維持されるようになっている。
【0035】
こうして読取られた原稿の画像全体は、画像データとして画像形成手段Aへと送受され、画像形成手段Aにおいて画像が用紙に記録される。
【0036】
一方、画像形成手段Aは、光学走査装置7、現像装置(現像手段)2、感光体ドラム(像担持体)3、帯電器5、クリーナ装置4、中間転写ベルト装置(転写手段)8、定着装置(定着手段)12、用紙搬送装置18、給紙トレイ10、及び用紙排紙トレイ15等により構成されている。
【0037】
画像形成手段Aにおいて扱われる画像データは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に応じたもの、または単色(例えばブラック)を用いたモノクロ画像に応じたものである。従って、現像装置2(2a,2b,2c,2d)、感光体ドラム3(3a,3b,3c,3d)、帯電器5(5a,5b,5c,5d)、クリーナ装置4(4a,4b,4c,4d)は各色に応じた4種類の潜像を形成するようにそれぞれ4個ずつ設けられ、それぞれaがブラックに、bがシアンに、cがマゼンタに、dがイエローに対応付けられて、4つの画像ステーションが構成されている。
【0038】
感光体ドラム3は、画像形成手段Aのほぼ中央に配置されている。帯電器5は、感光体ドラム3の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、接触型であるローラ型やブラシ型の帯電器のほか、チャージャー型の帯電器が用いられる。
【0039】
光学走査装置7は、レーザダイオード及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット(LSU)であり、帯電された感光体ドラム3表面(被走査面)をレーザ光で走査することにより画像データに応じた露光を行い、その表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
【0040】
現像装置2は、感光体ドラム3上に形成された静電潜像を(K,C,M,Y)のトナーによりトナー像として現像する。クリーナ装置4は、現像及び画像転写後に感光体ドラム3表面に残留したトナーを除去及び回収する。
【0041】
感光体ドラム3の上方に配置されている中間転写ベルト装置8は、中間転写ベルト20、中間転写ベルト駆動ローラ21、従動ローラ22、中間転写ローラ6(6a,6b,6c,6d)、及び中間転写ベルトクリーニング装置9を備えている。
【0042】
中間転写ベルト駆動ローラ21、中間転写ローラ6、従動ローラ22等は、中間転写ベルト20を張架して支持し、中間転写ベルト20を矢印C方向に周回移動させる。
【0043】
中間転写ローラ6は、中間転写ベルト20近傍に回転可能に支持され、中間転写ベルト20を介して感光体ドラム3に圧接され、感光体ドラム3のトナー像を中間転写ベルト20に転写するための転写バイアスを印加されている。
【0044】
中間転写ベルト20は、各感光体ドラム3a,3b,3c,3dに接触するように設けられており、各感光体ドラム3a,3b,3c,3d表面のトナー像を中間転写ベルト20に順次重ねて転写することによって、カラーのトナー像(各色のトナー像)を形成する。この転写ベルトは、厚さ100μm〜150μm程度のフィルムを用いて無端ベルト状に形成されている。
【0045】
感光体ドラム3から中間転写ベルト20へのトナー像の転写は、中間転写ベルト20裏面に圧接されている中間転写ローラ6によって行われる。中間転写ローラ6には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されている。中間転写ローラ6は、直径8〜10mmの金属(例えばステンレス)軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材(例えばEPDM、発泡ウレタン等)により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、用紙に対して均一に高電圧を印加することができる。
【0046】
上述のように、各感光体ドラム3a,3b,3c,3d表面のトナー像は、中間転写ベルト20で積層され、画像データによって示されるカラーのトナー像となる。このように積層された各色のトナー像は、中間転写ベルト20と共に搬送され、中間転写ベルト20と接触する2次転写装置11によって用紙上に転写される。
【0047】
中間転写ベルト20と2次転写装置11の転写ローラ11aとは、相互に圧接されてニップ域を形成する。また、2次転写装置11の転写ローラ11aには、中間転写ベルト20上の各色のトナー像を用紙に転写させるための電圧(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加される。さらに、そのニップ域を定常的に得るために、2次転写装置11の転写ローラ11aもしくは中間転写ベルト駆動ローラ21の何れか一方を硬質材料(金属等)とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料(弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々)としている。
【0048】
また、2次転写装置11によって中間転写ベルト20上のトナー像が用紙上に完全に転写されず、中間転写ベルト20上にトナーが残留することがあり、この残留トナーが次工程でトナーの混色を発生させる原因となる。このため、中間転写ベルトクリーニング装置9によって残留トナーを除去及び回収する。中間転写ベルトクリーニング装置9には、例えばクリーニング部材として中間転写ベルト20に接触するクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する部位で、従動ローラ22により中間転写ベルト20裏側が支持されている。
【0049】
給紙トレイ10は、用紙を格納しておくためのトレイであり、画像形成手段Aの画像形成部の下側に設けられている。また、画像形成部の上側に設けられている用紙排紙トレイ15は、印刷済みの用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。
【0050】
また、画像形成手段Aには、給紙トレイ10の用紙を2次転写装置11や定着装置12を経由させて用紙排紙トレイ15に送るための用紙搬送装置18が設けられている。この用紙搬送装置18は、Sの字形状の用紙搬送経路25を有し、この用紙搬送経路25に沿って、ピックアップローラ16、レジスト前ローラ19、レジストローラ14、定着装置12、各搬送ローラ13、及び排紙ローラ17等を配置したものである。
【0051】
ピックアップローラ16は、給紙トレイ10の端部に設けられ、給紙トレイ10から用紙を1枚ずつ用紙搬送経路25に供給する呼び込みローラである。各搬送ローラ13及びレジスト前ローラ19は、用紙の搬送を促進補助するための小型のローラであり、用紙搬送経路25に沿って複数箇所に設けられている。
【0052】
レジストローラ14は、搬送されて来た用紙を一旦停止させて、用紙の先端を揃え、中間転写ベルト20と2次転写装置11間のニップ域で中間転写ベルト20上のカラーのトナー像が用紙に転写されるように、感光体ドラム3及び中間転写ベルト20の回転にあわせて、用紙をタイミングよく搬送する。例えば、レジストローラ14は、中間転写ベルト20と2次転写装置11間のニップ域で中間転写ベルト20上のカラーのトナー像の先端が用紙における画像形成範囲の先端に合うように、用紙を搬送する。
【0053】
定着装置12は、トナー像が転写された用紙を受け取り、この用紙をヒートローラ26及び加圧ローラ27間に挟み込んで搬送する。ヒートローラ26は、所定の定着温度となるように制御されており、加圧ローラ27とともに用紙を熱圧着することにより、用紙に転写されたトナー像を溶融、混合、圧接し、用紙に対して熱定着させる機能を有している。
【0054】
各色のトナー像の定着後の用紙は、排紙ローラ17によって用紙排紙トレイ15上に排出される。
【0055】
なお、画像形成ステーションPaだけを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルト装置8の中間転写ベルト20に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト20から用紙に転写され、用紙上に定着される。
【0056】
また、用紙の表面だけではなく、両面の印字を行なう場合は、用紙の表面の画像を定着装置12により定着した後に、用紙を用紙搬送経路25の排紙ローラ17により搬送する途中で、排紙ローラ17を停止させてから逆回転させ、用紙を反転経路Srに通して、用紙の表裏を反転させてから、用紙をレジストローラ14へと導き、用紙の表面と同様に、用紙の裏面に画像を記録して定着し、その後、用紙を用紙排紙トレイ15に排出する。
【0057】
<光学走査装置の説明>
図2は、本発明に係る放熱装置1を搭載した光学走査装置7の実施形態を示す斜視図、図3(a),(b)は、同光学走査装置7の概略平面図及び概略断面図、図4は、同光学走査装置7の底面図である。また、図5は、回転多面鏡の周辺部を上側から見た斜視図、図6は、回転多面鏡の周辺部を下側から見た斜視図、図7は、回転多面鏡の周辺部を示す断面図、図8は、図4のD部分を拡大して示す底面図である。ただし、図2及び図3(a),(b)では、回転多面鏡を内包するカバー筐体の図示を省略した状態で示している。
【0058】
本実施形態に係る光学走査装置7では、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色に対応するそれぞれのレーザダイオード71(71a,71b,71c,71d)と、各レーザダイオード71a〜71dのレーザ光を反射するミラー72(72a,72b,72c,72d)と、ミラー72a〜72dからの各レーザ光を反射するミラー73と、ミラー73からの各レーザ光を反射する回転多面鏡(以下、ポリゴンミラーと称する。)74と、ポリゴンミラー74からの各レーザ光を屈折させる第1fθレンズ75と、第1fθレンズ75を透過した各レーザ光を個別に反射する複数のミラー76(76a,76b,76c,76d)と、各ミラー76a〜76dからの各レーザ光をそれぞれ個別に屈折させる4つの第2fθレンズ77(77a,77b,77c,77d)とが、装置筐体7a内の所定位置に配置されている。
【0059】
ポリゴンミラー74は、本実施形態では8面体の正多角形柱状のものであって、高速回転駆動されており、その各周面のミラー(反射面)により各レーザ光を反射しつつ主走査方向Xに繰り返し走査する。このポリゴンミラー74は、図7に示すように、ミラー基板78上に回転可能に支持固定されており、このミラー基板78が、装置筐体7a内に載置固定された支持部材79上にネジ等(図示省略)によって支持固定されている。
【0060】
第1fθレンズ75、各ミラー76、及び各第2fθレンズ77は、主走査方向Xに繰り返し走査されるそれぞれのレーザ光を反射したり屈折させるため、主走査方向Xに長くされ、かつ主走査方向Xに直交する方向で短くされた棒状に形成されており、それらの両端が装置筐体7aに支持固定されている。
【0061】
ブラックに対応するレーザダイオード71cから出射されたレーザ光は、ミラー72c、ミラー72a及びミラー73で順次反射され、ポリゴンミラー74で反射されて主走査方向Xに走査され、さらに第1fθレンズ75を透過して、ミラー76aで反射され、第2fθレンズ77aを透過して、ブラックに対応する感光体ドラム3aに入射する。
【0062】
シアンに対応するレーザダイオード71dから出射されたレーザ光は、ミラー72d、ミラー72a及びミラー73で順次反射され、ポリゴンミラー74で反射されて主走査方向Xに走査され、さらに第1fθレンズ75を透過して、2個のミラー76bで反射され、第2fθレンズ77bを透過して、シアンに対応する感光体ドラム3bに入射する。
【0063】
イエローに対応するレーザダイオード71bから出射されたレーザ光は、ミラー72b、72a及びミラー73で順次反射され、ポリゴンミラー74で反射されて主走査方向Xに走査され、さらに第1fθレンズ75を透過して、2個のミラー76dで反射され、第2fθレンズ77dを透過して、イエローに対応する感光体ドラム3dに入射する。
【0064】
マゼンタに対応するレーザダイオード71aから出射されたレーザ光は、ミラー73で反射され、ポリゴンミラー74で反射されて主走査方向Xに走査され、さらに第1fθレンズ75を透過して、2個のミラー76cで反射され、第2fθレンズ77cを透過して、マゼンタに対応する感光体ドラム3cに入射する。
【0065】
各感光体ドラム3a〜3dは、図3(b)に示す矢印方向に回転駆動されており、主走査方向Xに繰り返し走査されるそれぞれのレーザ光を照射されて、各感光体ドラム3a〜3dの表面にそれぞれの静電潜像が形成される。各感光体ドラム3a〜3d表面の静電潜像は、それぞれ現像されてトナー像となり、これらのトナー像が中間転写ベルト20を介して用紙に重ねて転写され、用紙上でカラーのトナー像となる。
【0066】
上記構成において、図5,図6及び図7に示すように、本実施形態では、外乱光や埃の進入防止、及びモータ音の遮音等を目的として、ポリゴンミラー74の全体を上方から被覆して内包する略円筒形状のカバー筐体81が設けられている。このカバー筐体81には、走査レーザの出射方向の側面部に横長の開口部82が設けられており、この開口部82の幅は、ポリゴンミラー74で反射された走査レーザ光の有効走査範囲より若干広い幅に形成されている。このカバー筐体81は、天井部81aが円盤状の板金で形成され、周囲の円筒部81bがアルミニウム(Al)で形成されている。
【0067】
また、ポリゴンミラー74に対向するミラー基板78の底面78a側には、複数の放熱フィン(放熱部材)31を備えた放熱装置30が設けられている。
【0068】
放熱装置30は、ミラー基板78に取り付けられた略円盤形状のフィン基台(基台)32を備えており、このフィン基台32の底面32aから一体的に延びて複数の放熱フィン31が設けられている。フィン基台32及び放熱フィン31は本実施形態ではアルミニウム(Al)で形成されている。この放熱フィン31は、図4,図6及び図8に示すように、横断面が円形状(すなわち、円柱形状)に形成されており、放熱フィン31が延びている方向(フィン基台32の底面32aに対して垂直方向)に直交する方向(底面32aと平行な方向)のどの方向からでも直線ライン上にいずれかの放熱フィン31が位置するように設けられている。図8では、4点(P1〜P4)からそれぞれ中心に向かって直線ラインを引くことによって、いずれかの放熱フィン31が必ず直線ライン上に位置していることを示している。すなわち、放熱フィン31の間を風が直線的に抜けないような配置構造となっている。これにより、放熱フィン31への風の当る面積が増加して放熱効率が高くなるとともに、放熱装置30自体の配置設計の自由度も増すことになる。また、放熱フィン31を横断面円形状に形成することで、放熱フィン31の間を抜ける空気の流れがスムーズとなり、全ての放熱フィン31に流れる空気が満遍なく接触することで、放熱効率を高めることができる。
【0069】
なお、フィン基台32の中央部に形成された底面側に一段凹んだ凹部34は、ポリゴンミラー74を回転駆動する駆動手段であるモータ91を保持固定するための保持部である。
【0070】
図9及び図10は、放熱フィン31の他の実施例を示す装置筐体7aの一部拡大底面図である。
【0071】
図7では、放熱フィン31は、一定の規則性を持って配置(上下及び左右に対称に配置)されているが、このような規則的な配置に限定されるものではなく、放熱フィン31の間を風が直線的に通り抜けないような配置であれば、規則性の無いランダムな配置としてもよい。図9は、放熱フィン31をランダムに配置した例を示している。
【0072】
また、放熱フィン31の径も同一である必要はなく、放熱フィン31の間を風が直線的に抜けないように工夫して各放熱フィン31の径を変えるようにしてもよい。図10は、各放熱フィン31の径を変えた例を示している。
【0073】
フィン基台32は、その周囲に1段高いリング形状のカバー受け部33が形成されており、このカバー受け部33をミラー基板78に形成された円形状の開口部78bの周縁上部に当接するように上方から嵌め合わせることで、ミラー基板78に取り付け固定されている。そして、このカバー受け部33の上面(接続面)33aに、カバー筐体81の円筒部81bの下端面(接続面)81b1が直接接続(載置固定)されるようになっている。
【0074】
本実施形態では、カバー筐体81の円筒部81bの下端面81b1とフィン基台32のカバー受け部33の上面33aとの接続面を平滑面に形成している。このように接続面を鏡面仕上げして平滑面に形成することで、カバー筐体81とフィン基台32との接続面の接触面積を増大させ、カバー筐体81からフィン基台32を介した放熱フィン31への熱伝導がより効率的に行われるようにしている。
【0075】
なお、ポリゴンミラー74に対向するミラー基板78の底面78a側に、複数の放熱フィン31を備えた放熱装置30を設けたこと、及び、カバー筐体81の円筒部81bの下端面81b1とフィン基台32のカバー受け部33の上面33aとの接続面を平滑面に形成したこと、による放熱効果については、最後に実験結果を踏まえて説明する。
【0076】
<放熱装置30の他の実施例>
図11は、放熱装置30の他の実施例を示しており、回転多面鏡の周辺部を示す断面図である。
【0077】
本実施例の放熱装置30は、上記放熱装置30の放熱フィン31の先端に接触させて放熱体35を設けた構成としたものである。この放熱体35は、フィン基台32と略同径の円盤状に形成されおり、例えば板金等で形成されている。また、放熱体35とフィン基台32との間の側面は全面開放された開放部36となっている。このように、放熱体35を設けることにより、フィン基台32と放熱体35との間を通る空気(風)が必ず放熱フィン31の間を通るように風路37(図中、点線によって示している。)が形成されるので、放熱フィン31との熱交換による放熱効果を高めることができる。また、放熱体35を放熱フィン31の先端に接触させることで、放熱フィン31から放熱体35への熱伝導による放熱効果も得ることができる。
【0078】
なお、放熱体35を設けたことによる放熱効果についても、最後に実験結果を踏まえて説明する。
【0079】
<放熱装置30のさらに他の実施例>
図12及び図13は、放熱装置30のさらに他の実施例を示しており、回転多面鏡の周辺部を拡大して示す斜視図である。ただし、図13は、後述する風路筐体40及び放熱体35を一部切り欠いた状態で示している。
【0080】
本実施例の放熱装置30は、図11に示す放熱装置30の構成に加え、フィン基台32を含む支持部材79の底面に、放熱フィン31及び放熱体35を内包して風路を形成する風路筐体40を設けたものである。この風路筐体40には、その側面に外気導入口となる一方の開口部41と、外気排出口となる他方の開口部42とが設けられており、外気排出口である他方の開口部42には、一方の開口部41から他方の開口部42に向けて外気を導入するための送風ファン(送風手段)45がネジ等46によって取り付け固定されている。
【0081】
このように、放熱フィン31及び放熱体35の全体を覆うように送風路となる風路筐体40を設け、さらに送風ファン45を設けることで、外気を放熱フィン31に効率良く導くことができるので、放熱フィン31による放熱効果をさらに高めることができる。
【0082】
<放熱効果の検討>
本発明者らは、上記構成の放熱装置30を備えたこと、及びカバー筐体81とフィン基台32との接続面を平滑面に形成したことによる放熱効果を確認するため、実際に上記構成の放熱装置30を搭載した光学走査装置を作製し、これを画像形成装置に搭載して放熱効果の実験を行った。図14は、その実験結果をまとめた図表である。なお、図表中の「×」、「〇」は、改造の有無(平滑面にしているか、放熱板を取り付けているか)を示しており、「×」は改造無し、「〇」は改造有りを示している。
【0083】
この実験では、図5及び図6に示す構造のポリゴンミラー試作品を作製して光学走査装置に搭載した。また、ポリゴンミラー試作品として、以下の4種類を作製した。
【0084】
試作品1:カバー筐体81の円筒部81bの下端面81b1とフィン基台32のカバー受け部33の上面33aとの接続面を平滑面に形成せず(すなわち、微細な凹凸のある粗面のままの状態)、かつ、放熱体35を設けていないもの。
【0085】
試作品2:カバー筐体81の円筒部81bの下端面81b1とフィン基台32のカバー受け部33の上面33aとの接続面を平滑面に形成せず(すなわち、微細な凹凸のある粗面のままの状態)、かつ、放熱体35を設けたもの。
【0086】
試作品3:カバー筐体81の円筒部81bの下端面81b1とフィン基台32のカバー受け部33の上面33aとの接続面を平滑面に形成し(すなわち、鏡面仕上げとし)、かつ、放熱体35を設けていないもの。
【0087】
試作品4:カバー筐体81の円筒部81bの下端面81b1とフィン基台32のカバー受け部33の上面33aとの接続面を平滑面に形成し(すなわち、鏡面仕上げとし)、かつ、放熱体35を設けたもの。
【0088】
実験は、上記4種類のポリゴンミラー試作品を個別に搭載して光学走査装置を稼動させ、その稼動中の最高温度を計測した。計測箇所は、カバー筐体81の天井部81aの下面中央部、つまり、カバー筐体81内部のポリゴンミラー74の上部の1箇所である。また、計測時の雰囲気温度は35度とした。
【0089】
この実験の結果、図14に示すように、試作品1のカバー筐体内部温度は71.2度であった。これに対し、放熱体35を設けた試作品2では、カバー筐体内部温度が69.3度となり試作品1に比べて1.9度低下した。また、接続面を平滑面に形成した試作品3では、カバー筐体内部温度が69.0度となり試作品1と比べて2.2度、試作品2と比べても0.3度低下した。また、接続面を平滑面に形成し、かつ、放熱体35を設けた試作品4では、カバー筐体内部温度が67.0度となり試作品1と比べて4.2度、試作品2と比べて2.3度、試作品3と比べて2.9度それぞれ低下した。
【0090】
以上の結果から、本発明の放熱装置30を備えること、及び、カバー筐体81とフィン基台32との接続面を平滑面に形成することで、十分な放熱効果が得られることが証明された。
【0091】
今回の実験では、1つの機種についてのみ実験を行っているが、放熱装置30の配置構造が異なる他の機種についても、上記実験結果と同様の傾向が得られることは容易に推察し得る。
【0092】
なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【0093】
A 画像形成手段
B 原稿読取手段(画像読取手段)
1 放熱装置
2(2a、2b、2c、2d) 現像装置(現像手段)
3(3a、3b、3c、3d) 感光体ドラム(像担持体)
4(4a、4b、4c、4d) クリーナ装置
5(5a、5b、5c、5d) 帯電器
6(6a,6b,6c,6d) 中間転写ローラ
7 光学走査装置
7a 装置筐体
8 中間転写ベルト装置(転写手段)
10 給紙トレイ
11 2次転写装置(転写手段)
12 定着装置(定着手段)
13 搬送ローラ
14 レジストローラ
15 用紙排紙トレイ
16 ピックアップローラ
17 排紙ローラ
18 用紙搬送装置
19 レジスト前ローラ
20 中間転写ベルト
25 用紙搬送経路
26 ヒートローラ
27 加圧ローラ
30 放熱装置
31 放熱フィン(放熱部材)
32 フィン基台(基台)
32a 底面
33 カバー受け部
33a 上面(接続面)
34 凹部(保持部)
35 放熱体
36 開放部
37 風路
40 風路筐体
41,42 開口部
45 送風ファン(送風手段)
46 ネジ等
51 原稿セットトレイ
54 ピックアップローラ
55 サバキローラ
56 分離パッド
57 搬送経路
59 レジストローラ
60 原稿台ガラス
61 原稿ガイド
62 読取りガラス
63 第1走査部
64 第2走査部
65 結像レンズ
66 CCD
67 搬送ローラ
68 排紙ローラ
69 原稿排紙トレイ
71a〜71d レーザダイオード
72a〜72d ミラー
73 ミラー
74 ポリゴンミラー(回転多面鏡)
75 第1fθレンズ
76a〜76d ミラー
77(77a〜77d) 第2fθレンズ
78 ミラー基板
78a 底面
79 支持部材
81 カバー筐体
81a 天井部
81b 円筒部
81b1 下端面(接続面)
91 モータ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
発熱部材が搭載された基台の底面から一体的に延びた複数の放熱部材を備えた放熱装置であって、
前記放熱部材は、横断面が円形状に形成されており、前記放熱部材が延びている方向に直交する方向のどの方向からでも直線ライン上にいずれかの前記放熱部材が位置するように設けられていることを特徴とする放熱装置。
【請求項2】
請求項1に記載の放熱装置であって、
前記放熱部材の先端に接触させて放熱体が設けられ、前記放熱体と前記基台との間の側面が全面開放された開放部とされていることを特徴とする放熱装置。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載の放熱装置であって、
前記基台の底面に、前記放熱部材を内包して風路を形成する風路筐体が設けられ、前記風路筐体の近傍には、前記風路筐体の一方の開口部から他方の開口部に向けて外気を導入する送風手段が設けられていることを特徴とする放熱装置。
【請求項4】
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の放熱装置であって、
前記基台の上面に、前記発熱部材を内包するカバー筐体が設けられ、前記カバー筐体と前記基台との接続面が平滑面に形成されていることを特徴とする放熱装置。
【請求項5】
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の放熱装置を備えた光学走査装置であって、
前記発熱部材は、光源からのレーザ光を偏向走査する回転多面鏡であることを特徴とする光学走査装置。
【請求項6】
請求項5に記載の光走査装置と、像担持体と、前記光走査装置からのレーザ光が前記像担持体の被走査面を走査することによって形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、現像された前記トナー像を搬送される用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー像を用紙に定着させる定着手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【公開番号】特開2012−195511(P2012−195511A)
【公開日】平成24年10月11日(2012.10.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−59724(P2011−59724)
【出願日】平成23年3月17日(2011.3.17)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】